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Heizvorrichtung.
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Die Erfindung bezieht sich auf Heizvorrichtungen und Heizanlagen
und insbesondere auf Heizvorrichtungen, aie mit Brennern hoher Turbulenz ausgerüstet
sind.
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Heizvorrichtungen wie Boiler werden für Haushalt Zentralheizungen
und für die Lieferung von Heißwasser für Haushalte in großem Ausmaß verwendet. Solche
Heizt vorrichtungen können den Zentralheizungsbedürfnissen entweder mittels heißem
Wasser oder mittels heißer Luft genügen.
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Wenn eine Heißwasseranlage verwendet wird kann sie in geschlossenem
Kreis arbeiten, in welchem das Wasser kontinuierlich umlaufen gelassen wird und
nur keine Wassermengen zugegeben werden, um irgendwelche Verluste auszugleichen,
oder aber eine solche Anlage kann, obgleich dies weniger bevorzugt wird, in einem
offenen Kreis arbeiten, von welchem auch heißes Wasser abgezogen wird. Die mit geschlossenem
Kreis arbeitende Anlage wird bevorzugt, weil in der Zentralheizungsanlage das gleiche
Wasser kontinuierlich verwendet wird, wobei dieses Wasser nicht betätigt zu werden
braucht bzw. auf das Wasser nicht eingewirkt zu werden braucht Und ferner das Wasser
entmineralisiert werden kann, so daß Korrosion und das Anlagern von Kesselstein
od. dgl. verringert sind,
Bei Ausführungen für den Haushalt ist
es erwünscht, den Boiler so klein wie möglich zu machen, um Raum einzusparen. Ein
kleiner Boiler kann oftmals in einem fein des Hauses angeordnet werden, der sonst
unbenutzt sein würde oder der für einen größeren Boiler zu klein wäre. Jedoch ist
die körperliche Größe des Boilers allgemein proportional zu seiner Wärmeabgabe.
Ein großer Boiler hat gewöhnlich eine größere Wärmeabgabe als ein kleiner Boiler,
wobei andere Dinge gleich sind.
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Um die Wirkungen der Größe zu beseitigen, kann ein Brenner verwendet
werden, der eine hochturbulente Planergibt, damit besserer Wärmeaustausch mit den
Wärmoübertragungsflächen in dem Boiler erhalten wird. Jedoch wird mit grOßerer Turbulenz
in der Flamme mehr Geräusch er£.ngt und ein großer Teil dieses Geräusches wird durch
den Rauchabzug hindurch ausgesendet. Dadurch wird der Boiler in seine.
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Arbeiten geräuschvoll und er kann Belästigungen hervorrufen.
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In gewissen Fällen kann das Ausstrahlen oder die Abgabe übermäßigen
Geräusche verschiedenen Gesetzen oder Verordnungen entgegenstehen, insbesondere
in WSohngebieten.
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Es ist nunmehr gefunden worden, daß das Geräusch, welches durch Verwendung
eines hochturbulenten Brenners in einem Boiler erzeugt wird, verringert oder beseitigt
werden kann, indem eine Geräuschdäopfungseichtung in dem Rauchabzug oder in dem
Kamin verwendet wird. Die Geräuschdämpfungseinrichtung ist vorzugsweise eine Absorptions-Dämpfungseinrichtung.
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Wesserheizvorrichtungen sind lange bekannt. In der US-PS 2 704 188
ist eine Heizvorrichtung für eine Hanshelt-Zontralheizung in geschlessenem Kreis
und für die Liefertung von heißem Wasser für den Hausbalt von einer getreanten Spule
in dem Beiler beschrieben. Verschiedene Arten von Boilert sind in den US-PS 2 431
460, 2 642 850, 2 577 728.
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3 05v 192 und 3 552 361 beschrieben. Ol und G sind beliebte Brennstoffe
für diese Bodiler. wie es in den genannten Patentschriften beschrichen ist.
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Eine Zentralheizungsanlage mit in offenem Kreis liegender Zufuhr
für die Zentralheizung und heißes Wasser für den Haushalt ist in der US-PS 3 655
127 beschrieben. Bei der in dieser Literaturstelle beschriebenen Anlage wird das
heiße Wasser über Wärmeaustauscher geführt, um die Zentralheizung zu schaffen. Gebläseeinheiten
blasen Luft über die Wärmeaustauscher mit jeder Temperaturzone. Diese Anlage kann
für sich ändernde Anforderungen an die Wärme zufuhr angepaßt werden.
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Geräuschdämpfungseinriöhtungen erden bei Brennkraftmaschinen lange
verwendet, um das er2eugte Geräusch zu verringern. Absorptions-Geräuschdämpfungseinrichtungen
für diesen Zweck sind in den US-PS 2 073 951 und 3 168 935 beschrieben. Absorptions-Schalldämpfer
werden in Kanälen von Luftkonditionieruns anlagen oder Klimsanlagen verwendet, wie
es in der US-PS 3 511 336 beschrieben ist. Sie werden auch in Impulsstrahlbrennern
verwendet, wie es in der US-PS 3 19? 986 beschrieben ist Jedoch sind bisher Geräuschdämpfungseinrichtungen
in Heizvorrichtungen insbesondere von Einfamilienhäusern, die mit kontinuierlicher
Verbrennung arbeiten, nicht verwendet worden.
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Gemäß der Erfindung ist eine Heizvorrichtung geschaffen mit einem
Brenner für kontinuierliche Verbrennung, und mit einem Rauchaustritt für die Verbrennungsprodukte.
Dieser Rauchaustritt ist mit einer Absorptions-Geräuschdämpfungs einrichtung verbunden.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist der Brenner
ein das Medium oder den Brennstoff mit hoher Turbulenz verbrennender Brenner, und
er ist in einer nicht ausgekleideten Verbrennungskammer angeordnet. Ein Rippen-Wärmeaustauscher
ist vorzugs'ieise # in dem zu dem Ruchgasaustritt führenden Kamin od. dgl. angeordnet,
wobei diese Ausführung durch Zusammenschweißen ähnlicher Eleme oder Bauteile gebildet
sein ksnn. Eine Spule oder Schlange zum Liefern von heißem Wasser für dou Haushalt
kann in der
Wassermantel angeordnet sein, so daß die Zentralheizung
in geschlossenem Kreis arbeiten kann.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
erläutert.
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Fig. 1 ist eine teilweise im Schnitt gehaltene allgemeine Ansicht
eines Boilers mit einer Geräuschdämpfungseinrichtung, Fig. 2 ist eine mehr Einzelheiten
zeigende senkrechte Schnittansicht des Boilers mit der Gerauschdämpfungseinrichtung.
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Fig. 3 ist eine Schnittansicht nach Linie 3-3 der Fig. 2.
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Fig. 4 ist eine senkrechte Schnittansicht der Geräuschdämpfungseini'ic')tung
entlang der Achse die3er Einrichtung nach Linie 4-4 der Fig. 2.
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Eine Heizvorrichtung gemäß der Erfinun kann mit irgendeiner Art von
Brennstoff gespeist werden, Jedoch werden Öl und Gas, beispielsweise Erdgas, bevorzugt
zufolge ihrer Zweckmäßigkeit. Ein mit kontinuierlicher Verbrennung arbeitender Breiter
wild als Warolequelle verwendet. in der vorliegenden Anmeldung wird der Ausdruck
"kontinuierlicher Brenner dazu verwendet, einen Brenner zu bezeichnen, bei welchem
die Flamme, wenn sie einmal gezündet ist, kontinuierlich brennt. Die Brenner, die
in den gegenwigen Vorrichtungen verwendet werden, unterscheiden sich daher von den
Impulsstrahlbrennern oder Resonanzkanalbrennern.
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Es ist jedoch zu verstehen, daß der Brenner belspieloweise durch einen
Thermoftaten oder durch eine Handsteuerung so gesteuert werden kann, daß lediglich
die gewünschte Wärmemenge geschaffen wird. Die Flamme brennt daher nicht dauernd,
wenn sie jedoch gezündet ist, verläuft die Verbrennung ohne Unterbrechung kontinuierlich.
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Der Brenner ist vorzugsweise ein Brenner mit hoher Turbulenz, d.h.
ein Brenner, der zu einer turbulenten Flamme führt. Es ist gefunden worden, daß
solch Brcnn
zu verbesserter Wärmeübertragung führen, so daß die
Größe der Anlage oder Vorrichtung so klein wie möglich gehalten werden kann. Viele
Arten von Ölbrennern mit Zerstäubungspistole sind geeignet.
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Die Seiten und die Schleife der Verbrennungskammer sind nicht ausgekleidet,
um die Wärmeübertragungscharakteristiken des Boilers zu verbessern. Sie sind aus
Boiler-Qualitätsstahlplatten gebildet und miteinander verschweißt. Das Wasser berührt
die Seiten und das Oberende der Kammer. Um Oberflächenwärmeverluste zu verringern,
ist der Boiler isoliert und von einem Boilergehäuse umgeben.
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Der von der Verbrennungskammer zu dem Rauchaus.tritt führende Abzug
ist vorzugsweise in swei oder mehrere getrennte Durchgänge unterteilt, um die Wärmeübeftragungs
charakteristiken des Boilers zu verbessern. Die die Ab züge oder Durchgänge bestimmenden
Oberflächen sind vorzugsweisC parallel zur Abzugsachse mit Rippen versehen. Falls
erforderlich, können Leitteile am Oberende des Ab zuges angbracht werden, um die
Geschwindigkeit der Gase zu steuern. Dies kann wiederum die Wärmeabgabe des Boilers
beeinflussen, da eine Verringerung der Gas ges chwindigkeit zu einer Erhöhung der
Wärmeübertragung auf die Boilerflächen führt, jedenfalls bis zu einem gewissen Ausmaß.
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Gemäß der Zeichnung weist der Boiler ein äußeres Gehäuse auf, welches
eine Schicht aus Isoliermaterial 11, beispielsweise Mineralwolle, und ein inneres
Gehäuse 10 umgibt. Die Verbrennungskammer 12 ist aus Stahlplatten gebildet und sie
ist am Oberende und an den Seiten von einem Wassermantel 13 umgeben. Der Vorderteil
14 und der Boden 15 der Verbrennungskammer 12 sind mit einer Doppelschicht 16, 17
aus Isoliermaterial versehen; Ein Ölbrenner 18 mit Sprühpistole ist an der Vorderseite
14 der Verbrennungskammer 12 angebracht. Ein Flammenprüfloch 19,
welches
mit einer Abdeckung versehen ist, ist ebenfalls an der Vorderseite der Verbrennungskammer
12 vorgesehen.
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Der von der Verbrennungskamuier 12 zu dem Rauchgasaustritt 20 führende
Abzug ist mit zwei Wärmeaustauschern 21 versehen, die parallel zueinander angeordnet
und von dem Wasser in dem Mantel 13 vollständig umgeben sind.
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Die Wärmeaustauscher 21 sind aus einer Anzahl ähnlich gestalteter
Stahlelemente gebildet, die zusammengeschweißt sind, um einen Rippen-Wärmeaustauscher
zu bilden, in welchem die Rippen parallel zur Achse des Ab zuges verlaufen. In diesem
Fall sind die Elemente L-förmig mit Ausnahme der beiden Stirnelemente, die U-förmig
sind bzw. die Form eines ebenen Streifens haben, wie es am besten in Fig. 3 dexgestellt
ist.
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Eine Spule oder Schlange 22 für die Zufuhr von heißem Wasser für
den Haushalt ist vorgesehen und sie ist mit radialen Rippen versehen, wobei die
Rippen rechtwinklig zur Achse der Schlange verlaufen, um gute Wärmeübertragung zu
schaffen. Der Auslaß 23 und der Einlaß 24 zu der Schlange 22 sind in üblicher Weine
mit den Haushaltzufuhrleitungen verbunden. Die Verwendung einer getrennten Schlange
ermöglicht den Betrieb der Zentralheizung in geschlossenem Kreis unter Verwendung
entmineralisierten und nicht betätigten Wassers, um Korrosion und Ablagerungen von
Kesselstein od. dgl. zu verhindern. Das Wasser für den Kreis der Zentralheizung
wird von dem Mantel 13 über einen Auslaß 25 an den Kreis abgegeben. er Rückfluß
von dem Kreis tritt über einen Einlaß 26 in den Boiler ein.
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Der Abzug tritt am oberen Ende des Boilers in den Rauchgasaustritt
20 ein. Wenn es gowünscht wird, können an der Oberseite der Wärmeaustauscher 21
Leitteile vcrgesehen sein, um die Geschwindigkeit der gasförmigen Verbrennungsprodukte
zu ändern. Eine Geräuschdämpfungseinrichtung 30, die eine Absorptions-Geräuschdämpfungaeinrichtllng
ist, iat am Oberende des Boilers anobebracht und
sie bildet den
ersten Teil des Kamins. Die Geräuschdämpfungseinrichtung 30 ist biegsam und sie
weist ein inneres Rohr 31 eines Durchmessers von etwa 10 cm auf, welches aus schraubenlinienförmig
gewickelten perforierten Stahlstreifen aus rostfreiem Stahl gebildet ist. Ferner
weist sie ein gleichachsig angeordnetes konzentrisches, äußeres Rohr 32 aus schraubenlinienförmig
gewickeltem extrudierten oder ausgestoßenen Abschnitt oder Querschnitt derjenigen
Art auf, die üblicherweise für die Herstellung von biegsamen Rohren verwendet wird.
Das äußere Rohr 32 hat einen Durchmesser von etwa 20 cm. Der Abstand zwischen den
Rohren 31, 32 ist mit schallabsorbierendem Material gefüllt. Die Verbindungen in
dem schraubenlinienförmig gewickelten äußeren Rohr 32 sind abgedichtet, und zwar
auf übliche Weise. Das von dem Boiler entfernt liegende Ende der Geräuschdämpfungseinrichtung
30 ist mit dem P,fauchgasabzug oder Kamin mittels eines nicht dargestellten Adapters
verbunden6 Die Enden der Geräuschda"mpfungseinrichtung 30 sind mittels ringförmiger
Stirnplatten 34 geschlossen, die durch nicht dargestellte geeignete Bänder oder
Klemmen od. dgl. gehalten sind. Die Gesamtlänge der Geräuschdämpfungseinrichtung
beträgt zweckmäßig etwa 75 cm, um angemessene Geräuschdämpfung in Wohnbereichen
oder Wohngebieten zu erhalten. Das schallabsorbierende Material in der Geräuschdämpfungseinrichtung
30 ist normales Material, und es ist vorzugsweise aus Fasermaterial susammengeset
zt wie Mineralwolle, Stahlwolle, Glaswolle, Asbestfaser od. dgl. Ein starreres Material
wie Streckmetall, Drahtnetz@od. dgl. kann ebenfalls vorhanden sein, um das vergleichsweise
feine faserige schallabsorbierencl-e Material zusammenzuhalten. Das schallabsorbierende
Materiel kann in Form einer schraubenlinienfo"rinig gewickelten Raupe vorhanden
sein.
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Die Erfindung ist vorstehend an Hand einer biegsamen Geräuschdämpfungseinrichtung
beschrieben jedoch kann sush
eine starre Geräuschdämpfungseinrichtung
verwendet werden, falls dies bevorzugt wird. Eine starre Geräuschdämpfungseinrichtung
ist ähnlich mit der Ausnahme, daß das innere und das äußere Rohr starr sind und
nicht biegsame schraubenlinienförmig gewickelte Rohre sind, wie sie in der Zeichnung
dargestellt sind.